衣宝廉对推动燃料电池商业化发展的几点建议

作为国内燃料电池行业泰斗级人物，中国科学院大连化学物理研究所研究员/中国工程院院士衣宝廉在一次公开会议上，为燃料电池商业化发展提了几点建议。

首先，燃料电池汽车有突出的优点，但存在加氢站建设费用高、运行费用高的问题。衣宝廉建议，要想做到燃料电池商业化，各方要齐心协力解决这些问题。

燃料电池跟燃油车对比，把油箱换成氢气，把内燃机换成燃料电池发动机，一是环保，二是续航里程和驾驶员的驾驶体验都跟燃油车一致，容易被接受，整体而言是很好的。

有些人认为燃料电池不安全，但相比于锂电池把能量和电池结合在一起，燃料电池配套的氢气罐是在外面，其实更安全。从现实案例来看，锂电池车经常起火自燃，而燃料电池车尚未有案例，有国外发生起火爆炸事件是在氢气制取及储运环节，主要由操作不规范引起。相比于燃料电池，锂电池更需要解决充电时间长及安全性问题。

在衣宝廉看来，相比于内燃机、锂电池，燃料电池优点突出，现在燃料电池汽车主要是贵的问题，一是燃料电池发动机贵，导致车也贵；二是加氢站建设费用高，氢气贵，导致运行成本高。这些问题牵涉面广，各方要齐心协力解决这些问题。

其次，对于如何降低燃料电池发动机成本，衣宝廉提出，一是关键材料和零部件批量生产，如此发动机成本可以降低20%-30%；二是提高比功率，成本再降低20%-30%。

目前国内企业基本具备质子交换膜、催化剂、双极板、电堆技术，同时空压机、氢气泵产品也基本可以用，希望企业家特别是国企尽快建立批量生产线来进行批量生产。当然各个环节的技术也还有待提高，要开发高活性催化剂，降低欧姆极化，改进流场。

催化剂方面，大化所正在研发铜铂催化剂，这个催化剂是碳铂活性的3倍，正在进行工业性的放大和设备方面的选取。为什么选铜？铜不会随水流到外边，也不会对膜等产生影响，因为铜出来溶解就沉淀了，钴的运用会流失，大量生产燃料电池车，用钴需谨慎。

质子交换膜方面，发展薄膜，降低欧姆极化。戈尔做增强膜，国内做的是自由基复合膜，现在国际企业已经做到8个微米，国内现在能做到十一二个微米。

双极板方面，改进流场。所谓三维流场是过去做的网状流场，这种流场有点类似于搞化工蒸馏过程当中的挡板，对气流有一个阻挡作用以后，产生了一部分对流传质，这样提高了电池的极限电池密度，把催化层利用的更深，单电池比功率提高后，要提高电堆比功率，像丰田370片极板弄在一起，流场阻力会大，空压机内耗增加，这里面有一个权衡和协调问题。

同时，需要提高双极板一致性，提高平整度，提高MEA一致性，最后解决公用孔道的问题。

现在国内正在发展的是金属板，这个金属板能否过关，要看金属板表面涂层后的寿命能不能达到5千、1万甚至2万小时，要跑车进行试验。国内没有一家企业或研究机构宣布运行达到5千或者1万小时的，现在都在跑，大化所研发的金属堆验证跑了3千多小时，还有2千小时，金属板要实现大量的应用，将是燃料电池技术的重大进展。

电堆方面，现在大部分高性能的电堆都是1个大气压左右，低的是0.5，现在向两个大气压发展。要改进电堆组装工艺，电堆是按压力机的方式组装的。几百片双极板堆叠，应该知道最后这个电堆多高，误差不超过几毫米。这个是可以计算的，前期要做大量的基础工作。这套工艺已经定型，可以按这个来控制电堆的组装。

“光有理论不行，要有工匠精神。” 衣宝廉说，一是脑袋行，二是手巧，两方面配合起来才能装出高性能的电堆。

总之，要尽快完善燃料电池核心材料生产线，研发生产空压机、氢气循环泵等关键部件。

要提高电堆的体积和重量比功率，为开发乘用车奠定基础。我们搞燃料电池，开始是300到500毫安，十一五末达到了800毫安到1安培。现在国内是1-1.5安培，我们想做到1安培到2.5安培，燃料电池的成本还可以降低15%-20%，如果跟批量生产联合起来，燃料电池发动车的成本可以接近锂电池，比燃油车贵一点。

另外，国内要倡导搞基础理论，研究超低铂和非铂催化剂理论与应用研究，进一步将电池铂的用量降低到每千瓦0.1克以下，现在国际上是0.2克铂，国内0.3-0.4克铂，如果做好基础研究工作，可以做到0.1克铂以下，完全可以放心的实现燃料电池车的产业化。